Question

Вычисление объема газа необходимого для реакции с определенным количеством вещества другого вещества

Answer 1

У любого газа есть такое понятие как "количество вещества", которое измеряется в молях. Оно вычисляется по формуле:

n=V/Vm,

где n - количество вещества [моль],

V - объем вещества [литр]

Vm - молярный объем, Vm=22,4 [моль/л], т.е. в объеме 22,4 л содержится 1 моль любого газа (при нормальных условиях, т.е. нормальном давлении и нормальной температуре).

У любого не газообразного вещества тоже есть понятие "количества вещества", и тоже измеряется в молях, но тут другая формула:

n=m/M,

где m - масса вещества [граммы]

М - молярная масса [грамм/моль], молярную массу любого вещества высчитывают путем сложения атомных масс всех входящих в вещество элементов с учетом индексов, например M(H₂SO₄)= 2×1 + 32 + 4×16= 98 г/моль. Значения атомных масс для каждого элемента записаны в таблице Менделеева.

Итак, вне зависимости от того, что нам дано в условии задачи, мы всегда можем найти молярный объем для любого газа (Vm) и молярную массу для твердого вещества (М).

Все задачи на нахождение объема газа, необходимого для реакции с определенным количеством другого вещества решаются через пропорции. Например:

какой объем водорода выделится при взаимодействии алюминия с раствором серной кислоты, содержащим 9,8 г H₂SO₄.

Последовательность решения задачи:

1) пишем уравнение реакции

2) пишем, что нам известно, или что мы можем подсчитать самостоятельно.

3) составляем пропорцию

1) уравнение реакции: 2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

2)Нам дано:

m(H₂SO₄)= 3,65 г

Сами мы можем найти:

М(H₂SO₄)= 2×1 + 32 + 4×16= 98 г/моль

Vm (H₂)= 22,4 л/моль

3) составляем пропорцию по уравнению реакции, для этого объединяем известные нам данные с неизвестным (которое принимаем за х)

Т.к. по уравнению реакции у нас 3 моль H₂SO₄ дают 3 моль H₂, то в пропорции мы это обязательно должны учесть:

3 моль×98 г/моль H₂SO₄ дают 3 моль×22,4 л/моль H₂, после перемножения и сокращения моль получаем:

294 г H₂SO₄ дают 67,2 л H₂

9,8 г H₂SO₄ дают х л H₂

$\frac{294}{9,8}=\frac{67,2}{x}$

Откуда:

$x=\frac{9,8\times67,2}{294}=2,24 litr$